Введение (стр. 4 )

Отсутствие в структуре деформированной стали d- феррита способствует существенному повышению ударной вязкости и пластичности стали поперек волокна, особенно при выплавке ее методом электрошлакового переплава. После закалки с температуры растворения карбидов (Cr23C6) 950–1000°C структура стали состоит из мартенсита и около 10% остаточного аустенита. Начало и конец мартенситного превращения соответствует температурам 130°С и 30°С.

Таблица 8. Химический состав стали ВМС-2, в %.

C	Cr	Ni	Cu	Ti	Fe	Si	Mn	S	P
£0.08	14.0-15.0	4.7-5.5	1.75-2.5	0.15-0.3	основа	£0.7	£1.0	£0.025	£0.03

Сочетание легирующих элементов Cr, Ni, Ti при относительно низком содержании углерода обеспечило коррозионную стойкость листовых материалов и исключило возможность образования феррита даже в тяжелых пановках, гарантировав при этом высокую вязкость. Легирование стали медью создает возможность упрочнения материала старением.

Преимуществом стали является простота ее термической обработки: нормализация при 950°С t=1.5 ч., отпуск при 350°С t=4 ч. и упрочнение готовых деталей в процессе старения при 510°С, t=2.5 ч. Термическую обработку необходимо осуществлять при строго регламентированных режимах с учетом и контролем фазового состава, в частности соотношения мартенсита и аустенита в структуре, от которого в значительной степени зависти ее предел прочности и ударная вязкость. Влияние содержания остаточного аустенита на механические свойства после старения показано на рисунке 3.

Рисунок 3. Влияние содержания остаточного аустенита закалочной стали ВМС-2 на механические свойства после старения.

Структура закаленной и состаренной стали должна быть максимально однородной (не допускается наличие карбидной сетки и d-феррита). После закалки с температуры растворения карбидов (Cr23C6) 950–1000°С структура стали состоит из мартенсита и около 10 % остаточного аустенита.

Основные факторы, оказывающие влияние на ударную вязкость стали – размер аустенитного зерна, количество остаточного аустенита и выделение охрупчивающих (карбидных) фаз по границам аустенитных зерен. Если содержание аустенита в закаленной стали близко к нулю, то при последующем старении происходит ее охрупчивание, а относительное удлинение и сужение сохраняются в пределах, удовлетворяющих требованиям технических условий. Сопротивление замедленному разрушению и коррозии под напряжением при этом уменьшается. Охрупчивание стали связано с ослаблением границ зерен, что может быть обусловлено выделением охрупчивающих фаз и сегрегацией легирующих элементов. Для уменьшения охрупчивания стали рекомендуется ее перестаривание при 515°С, t=2.5 часа. На свойства окончательно термичеки обработанной стали большое влияние оказывает количество остаточного аустенита. Низким содержанием углерода в твердом растворе, а также низкой (для сталей мартенситного класса) tмн обусловлена свариваемость стали. Легирование стали медью создает возможность упрочнения мартенсита старением.

Таблица 9. Механические свойства стали ВМС-2 при различных температурах.

состояние материала	t°С испыт.	sв, МПа	s0,2, МПа	d, %	Y, %
термически обработанный по режиму: закалка с 950°С на воздухе, старение при 450°С t=1 час.	20 300 400			6-12 5-7 5-7	50-60 50-60 50-60

Сталь ВМЛ-3 (08Х14Н5М2ДЛ) применяется для изготовления массивных листосварных конструкций, которые можно использовать после сварки из термической обработки, а также для высоконагруженных деталей, работающих при температурах до 350°С.

Таблица 10. Химический состав стали ВМЛ-3 в %.

C	Cr	Ni	Mo	Cu	Nb	Fe	Si	Mn	S	P
£0.08	13.0-14.5	4.5-5.5	1.5-2.0	1.2-1.75	<0.1	основа	£0.7	£1.0	£0.03	£0.03

Таблица 11. Механические свойства стали ВМЛ-3 по ОСТ.

состояние материала	sв, МПа	s0,2, МПа	d, %	Y, %	HBdотп., мм
термически обработанный по режиму: гомогенизация 1110°С, закалка с 970°С на воздухе, старение при 460°С t=1 час.	1250	³900	³12	³35	2.9-3.2

Сталь выплавляется в открытых, в вакуумных индукционных печах с основной футеровкой. Прибыли удаляют механической обработкой, пламенной или анодной резкой. Сталь хорошо сваривается аргонодуговой и ручной дуговой. После сварки может применяться без термической обработки.

Общая коррозионная стойкость основного материала удовлетворительная. Литые детали следует применять после обдувки металлическим песком с последующим пассивированием и применением дополнительной защиты по согласованию с ВИАМ.

Для стали ВМЛ-3 рекомендуется следующая термическая обработка:

– гомогенизация 1110±10°С, охлаждение на воздухе;

– закалка при 970±10°С, охлаждение на воздухе, старение 460±10°С в течение часа.

Термическая обработка стали ведется согласно инструкциям ВИАМ. Нагрев отливок с 900°С и выше должен проводится в защитной среде или под слоем эмали.

Коррозионностойкая сталь ВМС-5 (1´15МАМЗ) применяется для изготовления силовых деталей, крепежных деталей, которые работают в атмосферных условиях и топливе при температурах 180–200°С (термически обработанные на sв=1600±100мПа), а также для изготовления деталей, кратковременно работают в атмосферных условиях и топливе при температурах до 550°С.

Таблица 12. Химический состав стали ВМС-5 в %.

C	Cr	Ni	Mo	N	Fe	Si	Mn	S	P
0.11-0.16	14.0-15.5	4.0-5.0	2.3-2.8	0.05-0.1	основа	£0.7	£1.0	£0.02	£0.03

Таблица 13. Механические свойства стали при различных температурах испытания.

состояние материала	t°С испыт.	sв, МПа	s0,2, МПа	d, %	Y, %
термически обработанный по режиму: закалка с 1070°С, обработка холодом - 70°С, t=2.5 часа, отпуск при 200°С t=2 часа.	20 200 -70			15-18 10-12 15-18	47-55 47-50 45-55

Для понижения содержания газов и неметаллических включений в поперечном направлении волокон листовой стали её необходимо подвергать электрошлаковому переплаву.

Для стали ВМС-5 рекомендуется следующая термическая обработка:

– закалка с 1070±10°С в воде или в масле;

– обработка холодом при -70°С в течение двух часов;

– отпуск при350°С в течение 1-4 часов (sв=1500±100(120) МПа).

Для предотвращения окисления поверхности готовые детали следует закаливать под слоем эмали или в среде аргона.

Для лучшей механической обрабатываемости стали рекомендуется термическая обработка согласно инструкциям ВИАМ. Детали особо ответственного назначения (sв=1500±100(120) МПа) с толщиной от 15 мм, а также все детали с (sв=1600±100 МПа), необходимо подвергать после механической обработки (перед закалкой) нагреву до 520±10°С и выдержке 8-20 часов в зависимости от толщины для удаления водорода.

Сталь хорошо сваривается автоматической, ручной аргонодуговой, ручной дуговой, контактной, электронно-лучевой сваркой. После сварки детали подвергаются упрочняющей термической обработке.

Для повышения коррозионной стойкости сварные соединения, работающие в атмосферных условиях следует защищать лакокрасочными покрытиями, не сварные могут применяться после пассивирования без защиты лакокрасочными покрытиями. Наиболее высокая коррозионная стойкость достигается после полирования и пассивирования.

Сталь ЭП-Х16Н6) применяют как высокопрочный материал для изготовления металлоизделий, в том числе свариваемых, подвергающихся воздействию сред относительно малой агрессивности. Сталь ЭП-288 используют для нагруженных деталей, работающих длительное время при температурах до 400°С и короткое время до 500°С в комнате с топливом или в атмосферных условиях. Сталь применяют также для высоконагруженных деталей в криогенной технике, работающей при температуре до -253°С.

Таблица 14. Химический состав стали ЭП-288 в %.

C	Cr	Fe	Si	Ni	Mn	S	P
0.05-0.09	15.5-17.5	основа	£0.8	5.0-8.0	£0.8	£0.02	£0.035

Сталь ЭП-288 относится к аустенитно-мартенситному классу; после аустенизации при температуре 1000°С и охлаждении в воде или на воздухе структура стали состоит из аустенита и 10-60 % мартенсита. Температура начала мартенситного превращения стали ЭП-288 для различных плавок в пределах химического состава изменяется на 30-70°С. После выдержки предварительно закаленной или нормализированной стали при -70°С в течение 2 часов количество мартенсита составляет 70-80 %; охлаждение до -196°С не приводит к дальнейшему мартенситному превращению. Таким образом, мартенситное превращение в стали реализуется, во первых при охлаждении до комнатной температуре, и во вторых при изотермической выдержке при -70°С. Кроме того, небольшое количество мартенсита при нагреве до комнатной температуры. Температура обратного a®g превращения в стали составляет примерно 500°С. При медленном охлаждении после аустенизации в интервале 650-700°С по границам аустенитных зерен выделяются карбиды Cr23C6, что существенно снижает пластичность и ударную вязкость. Относительное сочетание механических и коррозионных свойств обеспечивается в стали после закалки и отпуска при 200-400°С.